使用python实现前馈神经网络近似连续函数

时间: 2023-11-03 19:05:57 浏览: 189
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前馈神经网络+python1.zip

下面是使用python实现前馈神经网络近似连续函数的示例代码: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # 定义输入数据 x = np.linspace(-10, 10, 1000) y = np.sin(x) # 定义神经网络 class NeuralNetwork: def __init__(self): # 随机生成权重和偏置 self.weights1 = np.random.randn(1, 10) self.bias1 = np.random.randn(1, 10) self.weights2 = np.random.randn(10, 1) self.bias2 = np.random.randn(1, 1) def forward(self, x): # 前向传播 self.layer1 = np.dot(x, self.weights1) + self.bias1 self.activation1 = np.tanh(self.layer1) self.layer2 = np.dot(self.activation1, self.weights2) + self.bias2 self.activation2 = self.layer2 return self.activation2 def backward(self, x, y, output, learning_rate): # 反向传播 error = output - y d_layer2 = error d_weights2 = np.dot(self.activation1.T, d_layer2) d_bias2 = np.sum(d_layer2, axis=0, keepdims=True) d_activation1 = np.dot(d_layer2, self.weights2.T) d_layer1 = d_activation1 * (1 - np.power(self.activation1, 2)) d_weights1 = np.dot(x.T, d_layer1) d_bias1 = np.sum(d_layer1, axis=0, keepdims=True) # 更新权重和偏置 self.weights1 -= learning_rate * d_weights1 self.bias1 -= learning_rate * d_bias1 self.weights2 -= learning_rate * d_weights2 self.bias2 -= learning_rate * d_bias2 def train(self, x, y, learning_rate=0.1, epochs=1000): # 训练神经网络 for i in range(epochs): output = self.forward(x) self.backward(x, y, output, learning_rate) if i % 100 == 0: loss = np.mean(np.square(output - y)) print("Epoch:", i, "Loss:", loss) # 创建神经网络实例 nn = NeuralNetwork() # 训练神经网络 nn.train(x.reshape(-1, 1), y.reshape(-1, 1)) # 绘制原始数据和神经网络预测结果的比较图 plt.plot(x, y, label="Ground Truth") plt.plot(x, nn.forward(x.reshape(-1, 1)).flatten(), label="Neural Network") plt.legend() plt.show() ``` 上述代码首先定义了输入数据 `x` 和 `y`,其中 `y` 是 `x` 的正弦函数值。然后定义了一个名为 `NeuralNetwork` 的神经网络类,包含了前向传播、反向传播和训练方法。在训练方法中,通过循环迭代来更新权重和偏置,最终得到神经网络模型。最后,将原始数据和神经网络预测结果的比较图绘制出来。
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